【導(dǎo)讀】車萬輛，銷售萬輛。自卸汽車27125輛，占總量的％。產(chǎn)量中保持第一位置，但在種類、型式、材料運(yùn)用方面與國外還有一定的差距。本文首先對(duì)自卸車的設(shè)計(jì)特點(diǎn)以及國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀做了相關(guān)的概述。廂的設(shè)計(jì)、舉升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、取力器的設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行了EQ3090自卸車的總體設(shè)計(jì)，并對(duì)主車副車架進(jìn)行了改裝與設(shè)計(jì)。對(duì)整個(gè)EQ3090自卸車的外廓尺寸、輪距與軸距尺

　　

【正文】 螺栓 23 （ 3） U型夾緊螺栓 當(dāng)選用其它連接裝置有困難時(shí)，可采用 U 型夾緊螺栓。但在車架受扭轉(zhuǎn)載荷最大的范圍內(nèi)不允許采用 U型螺栓。當(dāng)采用 U 型螺栓固定時(shí)，為防止主車架縱梁翼面變形，應(yīng)在其內(nèi)側(cè)襯以木塊，坦在消聲器附近，必須使用角鐵等作內(nèi)襯。 綜合考慮三種連接方式的特點(diǎn)，以 及裝配工藝性，本文設(shè)計(jì)的天龍自卸車主副車架之間采用止推連 接板式 。 車架校核 車架受力分析及校核 當(dāng)車架縱梁承受的是均勻分布的載荷（見圖 ）時(shí)，車架的簡(jiǎn)化計(jì)算可按下述進(jìn)行，但需要一定的假設(shè)。即認(rèn)為縱梁為支承在前、后軸上的簡(jiǎn)支梁；空車是簧上負(fù)荷 sG ( 24? 貨車可取 02 / 3sG m g? ， 0m 為汽車整備質(zhì)量 )均布在左、右縱梁的全長(zhǎng)上，滿載時(shí)有效載荷 eG 則均布在車廂長(zhǎng)度范圍內(nèi)的縱梁上；忽略不計(jì)局部扭矩的影響。 圖 貨車車架上均布載荷的分布情況 在圖 中， fR 為一根縱梁的前支承反力，由該圖可求得： ? ? ? ?21 224f S eR G L b G c cl? ? ? ????? （ ） 在駕駛室的長(zhǎng)度范圍內(nèi)這一段縱梁的彎矩為 ： ? ?24 Sxf GM R x aL? ? ? （ ） 駕駛室后端至后周這一段縱梁的彎矩為： ? ? ? ? 22 1 144Sxf GGM R x x a c xLc ?? ? ? ? ? ? ????? （ ） 顯然，最大彎矩就發(fā)生在這一段縱梁內(nèi)，可用對(duì)上式中 )(/ xfMx ? 求導(dǎo)數(shù)并令其 24 為零的方法求出最大彎矩發(fā)生的位置 x，即 ? ?1 02xSfd M GR x l cd x L? ? ? ? ? ? 由此求得： ? ?12 ssf G l cG a G GxR L c L c? ????? ??? ? ? ? ??? ?????? （ ） 將上式代入公式（ ），即可求出縱梁承受的最大彎矩 maxM 。 已知 ?L 7350mm ， ?l 5150mm ， a =1500mm ， ?b 700mm ， c =6000mm ， 1c =3900mm ， 2c =2100mm 。 0 22 / 3 1 0 3 0 5 1 0 6 8 7 0 03SG m g N? ? ? ? ? eG =146950N ? ? ? ?1 6 8 7 0 0 7 3 5 0 1 4 0 0 1 4 6 9 5 0 6 0 0 0 4 2 0 0 3 2 6 8 3 . 2 54 5 1 5 0fRN? ? ? ? ?????? ? ?146 950 515 0 390 0687 00 150 02 326 5735 0 600 0 687 00 146 950735 50 600 0x m m??? ? ???? ? ? ? ?21 2 0 2 1 . 3 1 8 4 2 43 4 0 7 . 9 6 9 9 1 . 8 3 9 9 1 . 8 3 8 4 0 1 7 8 7 2 5 0 0 9 9 1 . 8 34 4 2 6 5 4 3 1 2 0xM ? ? ? ? ? ? ? ??????? = 如果考慮到動(dòng)載荷系數(shù) ??dk 及疲勞安全系數(shù) ??n ，并將它們代入式（ ），則可求出縱梁的最大彎矩為： m a xm a x MnkM dd ? （ ） 取 n=， dk = ? 9 4 9 0 0 6 4 4 8 0 3 6 8 a x ????dM mmN? 則彎曲應(yīng)力可按下式求得： maxdMW?? ? （ ） 式中： W —— 縱梁在計(jì)算斷面處的彎曲截面系數(shù)，對(duì)于槽型斷面系數(shù)，對(duì)于槽型 25 斷面縱梁 ? ?66h b thW ?? （ ） 式中： h —— 槽型斷面 的腹板高， mm； b —— 翼緣寬， mm； t —— 梁斷面的厚度， mm。 式 ()中 h=300mm b=90mm t=8mm ? ? 3300 540 8 300 3360006W mm? ? ??? 因此最大彎應(yīng)力為： 194900642. 8 1 8 9 .6336000 M p a?? ?? 16Mn 鋼板的疲勞極限 1?? =220～ 260MPa ?? ? 1?? 所以可以安全承受載荷 。 功率和比功率計(jì)算 功率平衡計(jì)算 專用汽車在行駛過程中所需的驅(qū)動(dòng)功率 Pt 按下式計(jì)算： 3m a x m a x1 3 6 0 0 7 6 1 4 0a DDtm g f CAP v V? ???????? （ ） 式中 am —— 整車總質(zhì)量 ? ?kg ； f —— 滾動(dòng)阻力系數(shù)； ?—— 汽車底盤傳動(dòng)系的機(jī)械效率； DC —— 空氣阻力系數(shù)； DA —— 整車迎風(fēng)面積 ? ?2m ； maxv —— 最高車速 ? ?/kmh ； 26 31 2 4 8 0 0 1 0 1 . 2 1 6 . 98 5 8 5 7 3 0 1 . 3 90 . 9 7 3 6 0 0 7 6 1 4 0tP K w? ? ???? ? ? ? ????? 若考慮發(fā)動(dòng)機(jī)功率有一定 的儲(chǔ)備，則需要給發(fā)動(dòng)機(jī)確定一定的負(fù)荷率，其范圍一般在 75％～ 90％。當(dāng)外載負(fù)荷變化大，或車輛行駛所需的功率估算不準(zhǔn)確時(shí)，應(yīng)取下限值，即 ；當(dāng)外載負(fù)荷變化小，或所需的功率估算較準(zhǔn)確時(shí)，取上限值，即 ，一般負(fù)荷率不大于 。這樣可計(jì)算出專用汽車發(fā)動(dòng)機(jī)所需要的總功率 P 為： ? ? ? ? 7 3 0 1 . 3 9 9 7 3 . 50 . 7 5 0 . 9 0 0 . 7 5tPP K w K w? ? ?? （ ） 比功率計(jì)算 所謂汽車的比功率 dP 是指單位汽車總質(zhì)量的發(fā)動(dòng)機(jī)功率，若不計(jì)風(fēng)阻，其計(jì)算式有 ? ?daP P m kW kg? （ ） 據(jù)統(tǒng)計(jì)，專用汽車（含汽車列車）比功率的大致范圍是： 3335 10 ~ 5 10 ~ 19 10 ~ adadm k g P k W k gm k g P k W k gm k g P k W k g??? ? ??? 目前，隨著公路條件的改善，車輛運(yùn)輸速度的提高，比功率有增加的趨勢(shì)。例如有的國家規(guī)定，對(duì)于大客車、貨車 (專用車 )及汽車列車，其比功率不能低于 ，以防止車輛的動(dòng)力性不足，阻礙車流。 9 7 3 . 5/ / 0 . 0 0 6 /24800dP P m K w K g K w K g? ? ? 本章總結(jié) 本章主要完成對(duì)所選的車架根據(jù)設(shè)計(jì)需要進(jìn)行改裝，本設(shè)計(jì)中主、副車架之間選用止推板鏈接 ，并完成對(duì)車架的校核，經(jīng)校核所選車架可以安全承載，本章還對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)功率進(jìn)行校核，經(jīng)校核發(fā)動(dòng)機(jī)功率符合設(shè)計(jì)要求。 27 第 5 章 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 油泵的選型計(jì)算 本設(shè)計(jì)選用單向定量齒輪泵，液壓缸的額定壓力是 10MPa. 表 齒輪泵部分產(chǎn)品技術(shù)參數(shù) 類別 型號(hào) 排量 mL﹒ 1r? 壓力 MPa 轉(zhuǎn)速 1minr ?? 容積效率 % 額定 最高 額定 最高 外嚙合齒輪泵 CB 32,50,100 10 1450 1650 90 CBB 6,10,14 14 20xx 3000 90 CBB 125 － 1450 — 70 95 CBC 10 32 10 14 1800 2400 90 CBD 32 70 由上表可確定齒輪泵型號(hào)為 CB。 油箱用于儲(chǔ)存油液，以保證供給液壓烯烴充分的工作油液，同時(shí)還具有散發(fā)油液中的熱量，釋放出混在油液中的氣體，沉淀油液中的污物等作用。油箱可分為開式油箱和閉式油箱兩種。開式油箱中的油液的液面與大氣相同，而閉式油箱中的油液的液面與大氣隔絕。液壓系統(tǒng)多數(shù)采用開式油箱，本設(shè) 計(jì)選用開式油箱 。 油箱的設(shè)計(jì)要點(diǎn) ： （ 1） 應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度 油箱一般用 4mm 厚的鋼板焊成，尺寸高大的油箱要加焊角鐵和筋板，以能加剛性。 28 （ 2） 油箱應(yīng)有足夠的容量 在液壓系統(tǒng)工作時(shí)，液面應(yīng)保持一定的高度，以防止液壓泵吸空。為保證系統(tǒng)中的油液全部流回油箱時(shí)不致溢出，油箱液面不應(yīng)超過油箱高度的 80%，油箱的有效容積可按經(jīng)驗(yàn)公式（ ）計(jì)算 ， nV kq? （ ） K 為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，低壓系統(tǒng)中取 2 4，中亞系統(tǒng)中取 5 7，高壓系統(tǒng)中取 10 12； nq為液壓泵的額定流量。 本設(shè)計(jì)中： k=10 nq =400 由式（ ）可計(jì)算出 1 0 4 0 0 4 0 0 0V mL? ? ? （ 3） 吸油口、回油口和泄油口的設(shè)置 吸油管及回油管應(yīng)隔開，最好用一個(gè)或幾個(gè)隔板隔開，以能加油液循環(huán)距離，使油液有充分時(shí)間沉淀污物，排出氣泡并冷卻。隔板高度，一 般取右面高度的 3/油管離箱底距離 H 2D,距箱壁大于 3D(D 為吸油管外徑 )?；赜凸苄璨迦胗兔嬉韵戮嘞涞?h 2d（ d為回油管外徑），油管口應(yīng)切成 45176。斜角，切口面向箱壁。泄油口一般設(shè)置在油箱最低部，管口一般安裝網(wǎng)式過濾器，以便放出油液中低層中的雜質(zhì)。 （ 4） 加油口和空氣過濾器的設(shè)置 為防止油液滲漏和污染，油箱上的蓋板以及油管進(jìn)出口要加密封裝置。注油口應(yīng)安裝濾網(wǎng)。通氣孔需裝空氣過濾器。 液壓系統(tǒng)原理 自卸車車廂的舉升主要是依靠液壓系統(tǒng)和舉升缸 完成的， 在自卸車傾瀉過程中液壓系統(tǒng)起到至關(guān)重要的作用。本設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)原理如圖 。 29 圖 液壓 原理圖 本章總結(jié) 本章主要完成自卸車液壓部分的設(shè)計(jì)與研究，通過對(duì)液壓泵的選用，油箱的設(shè)計(jì)，取力器的選用等對(duì)液壓系統(tǒng)有更好的了解。 30 第 6 章 天龍自卸車動(dòng)力性能的計(jì)算 動(dòng)力性能影響著礦用自卸車的爬坡能力，加速性能等。礦車的動(dòng)力性主要是指車輛在良好路面上直線行駛時(shí)有汽車受到的縱向外力決定的，所能達(dá)到的平均行駛速度。評(píng)價(jià)礦用自卸車的動(dòng)力性能指標(biāo)有： ； 因數(shù)； 。 動(dòng)力學(xué)方程的建立 當(dāng)?shù)V車在水平道路上行駛時(shí)，坡度阻力和加速阻力不存在，此時(shí)礦車在行駛方向上的方程式為 ： ksP F F P?? ? ?? （ ） /k e g o kP M i i r?? （ ） fF Gf? () 22/ KFV? ? () /e k g oV n r i i? () 式中 : kP 是整車牽引力， fF 是滾動(dòng)阻力， P? 是空氣阻力， eM 是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩， gi 表 31 示變速箱的傳動(dòng)比， oi 表示主減速器的傳動(dòng)比， ? 表示傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械效率， kr 是輪胎的滾動(dòng)半徑， F 是迎風(fēng)面積， V 是整車的行駛速度， en 為發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。 發(fā)動(dòng)機(jī)外特性 已知： M=24800kg； f =,； oi =； kr =； F = gi =［ ,， ,1］ 表 發(fā)動(dòng)機(jī)外特性數(shù)據(jù) 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速r/min 1000 1200 1300 1400 1500 1600 1800 1900 2100 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩N﹒ m 1460 1550 1560 1555 1520 1470 1353 1297 1186 計(jì)算不同檔位，不同轉(zhuǎn) 速下對(duì)應(yīng)的車速，根據(jù)方程式 ()，爬坡檔的計(jì)算結(jié)果如表 所示。 7檔的計(jì)算結(jié)果如表 3所示 。 表 2 不同轉(zhuǎn)速下爬坡檔（ ? ）車速表 轉(zhuǎn)速r/min 1000 1200 1300 1400 1500 1600 1800 1900 2100 速度km/h 表 3 不同轉(zhuǎn)速下 7 檔（ 1gi? ）車速表 轉(zhuǎn)速r/min 1000 1200 1300 1400 1500 1600 1800 1900 2100 速度km/h 由上表可以知道，爬坡最高車速為 ，最低車速為 ， 7 檔的最高車速為 。 利用計(jì)算出來的車速，根據(jù)方程式（ ）計(jì)算不同轉(zhuǎn)速下各檔車速對(duì)應(yīng)的空氣阻力。根據(jù)方程式（ ）計(jì)算不同轉(zhuǎn)速下整車牽引力的大小。 整車的動(dòng)力因數(shù)計(jì)算方程式如下 ? ?/kD P P G???